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Géologie, STE 01. Chapitre 4 : Dynamique globale. Tectonique des plaques. I\ Les différentes croûtes terrestres. A\ La croûte continentale. 1\ Exemple régional : l’Aquitaine.

Tectonique Globale

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Tectonique Globale

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Gologie, STE 01.

Chapitre 4:Dynamique globale.Tectonique des plaques.

I\ Les diffrentes crotes terrestres.

A\ La crote continentale.

1\ Exemple rgional: lAquitaine.

On observe diffrentes formations gologiques, varies.- Formations mtamorphiques.- Formations plutoniques.- Formations volcaniques.- Formations sdimentaires.

On trouve galement deux failles qui sparent les formations sdimentaires et mtamorphiques. On trouvera aussi des courbes montrant la base du substratum.

a\ Formation mtamorphique.

Les plis sont masqus par la schistosit. On a des paragenses avec des sparations par des surfaces isogradeselles rsultent de la formation dun relief (orogense varisque).

b\ Formation volcanique (relativement rcente).

Ces formations sont explosives; le chimisme est un chimisme de basalte alcalin (basaltes de plateaux, de cnes dexplosion, basaltes des valles). Cest en discordance avec le matriel mtamorphique du dessous.

c\ Formations plutoniques.

Cest un pluton intrusif dans la formation dans la formation mtamorphique: cest un mtamorphisme de contact (avec aurole).

d\ Formations sdimentaires.

Ici, cest une formation avec plongement lger vers louest (ASE = Ancienne Surface dErosion). Il y a une surface de discordance qui spare deux ensembles: le substratum (socle plutomtamorphique) surmont en discordance par un piderme sdimentaire.

La crote continentale a une formation ancienne avec un piderme sdimentaire.

2\ Passage ocan / continent (la marge continentale).

a\ Morphologie.

Cest du continent et son prolongement dans locan jusqu environ 200 mtres de profondeur. Cela reprsente gnralement 100km de long. En mer du Nord, cause dun plongement faible, cette distance est de 1000km. Ce plateau est parcouru de valles et de canyons (remonte de leau).De 200m 3km de profondeur, on a le glacis (talus) qui a une pente plus forte. On y retrouve des cnes sous-marins profonds.

b\ Structure.

Dessous, il y a un socle (substratum) plutomtamorphique affect de failles (listriques) dextension. Les premires sont contemporaines de louverture de locan.Elles affectent, au dbut, des dpts. Elles servent ensuite au comblement de trous. Ce sont des marges stables (passives). Ces failles donnent des blocs basculs: formations de petits bassins avec des hauteurs (profondeurs) bien diffrentes.Il y a possibilit de remonte de magmas ocaniques (basaltiques).

B\ La crote ocanique.

1\ Exemple rgional de lAtlantique.

a\ Morphologie.

La crote ocanique constitue 65% de la surface des ocans.

La dorsale partage locan en deux parties. Le rift (au milieu de la dorsale) peut faire quelques centaines de mtres. On y trouve (en allant vers les continents), les bassins ocaniques et les marges continentales.Les sdiments recouvrent le bassin. Lpiderme montre que les vieux terrains sont prs du continent. Les terrains, jeunes, sont prs du rift.

Remarque: le ptrole se trouve dans les plates-formes continentales.

b\ Fonctionnement de la dorsale.

Le rift est un foss plus ou moins large, profond, dlimit par des failles normales en extension (ou en escalier). Il est jalonn par des volcans basaltiques (tholitiques vrais). Le volcanisme cre une chane de montagnes.Dorsale et plancher ocanique.

On trouve des pridotites, des gabbros, des basaltes, des sdiments. Dans la chambre magmatique, on a de la pyrolite: il y aura apparition de pridotites folies ( cause de la pression lithostatique).La diffrenciation dans la chambre magmatique permet la prcipitation de pridots qui saccumulent et se disposent en couches plus ou moins inclines comme sils taient en strates fines. Il y a alternance de pridots et de pyroxnes lits: il y a mission de matriaux vers le haut.On a ensuite des gabbros (basaltes grenus) avec parfois, des cumulas lits. Viennent ensuite les basaltes. Il y aura des chemines qui se forment (parallles entre elles et remplies de basaltes). Ces chemines permettront, dans leau, la formation de pillow lava.Le magma qui arrive repousse les bords de la chambre magmatique et ainsi, permet un agrandissement.

c\ Composition des fonds ocaniques.

Ces fonds sont constitus par des basaltes en pillow, recouverts par des sdiments (mlange plus ou moins important). Cette succession de roches se trouve dans certaines chanes de montagnes. On aura des ophiolites (ophidiens = serpents) qui ont toujours la mme succession. Ces ophiolites sont des roches sdimentaires siliceuses. Elles sont souvent transformes (sur les pridotites). Des pridots peuvent tre altrs dans certaines conditions: formation de serpentine.

2\ Particularits du Pacifique.

a\ Morphologie.

Le rift est dcal.LAustralie a une marge passive puis des archipels montagneuxrift dcalAmrique du Sud avec une marge active. Lexpansion vers lEst est contrebalance par de la subduction.

b\ Subduction.

La subduction ocan sous continent provoque la disparition de plancher ocanique. La gravit est le moteur (lourd sous lger).A lOuest, on a une subduction ocan sous ocan. On y trouvera des bourrelets montagneux, des fosss; on aura un magmatisme andsitique, explosif; un mtamorphisme double ceinture.Mtamorphisme HP: clogite, dans la plaque subducte.Mtamorphisme HT: dans la plaque sus-jacente.

c\ Arc insulaire.

Cest un chapelet dles li la subduction qui dpart est ocan sous ocan.On a dabord un foss avec un prisme daccrtion (mlange de matriaux ocaniques et sdimentaires marins et parfois continentaux).Parfois, le prisme peut merger et donnera le haut externe de larc (il peut y avoir des rcifs).La rgion volcanique donnera un arc volcanique: cest une partie qui est en avant de larc (au-dessus du prisme)cest un bassin davant arc. On a ensuite larc volcanique o se forme du continent et enfin, le bassin darrire arc qui peut tre une mer marginale.

II\ Expansion des fonds ocaniques.

A\ Le palomagntisme.

Le champ magntisme moyen est environ de 40000nTeslat (nT). Des roches, les ferromagnsiens, sont susceptibles de prendre lorientation du champ magntique contemporain leur formation, et de la garder (magntisme rmanent).LOrientation: dclinaison + inclinaison (angle du vecteur du champs magntique avec le plan horizontal).Inclinaison: nulle lquateur (magntique) et +/- 90 aux ples.Si les roches sont capables de prendre lorientation, on peut alors retrouver les ples.

Remarque: Si on chauffe une roche oriente, le champ magntique disparat.

B\ Les anomalies magntiques

Les anomalies magntiques sont parfois suprieures 40000nTassociation du champ actuel et du champ rmanent. Parfois, lanomalie est infrieure 40000nTmise en vidence dune inversion dans les roches.On saperoit que pendant un temps, on a le champ dans un sens puis dans lautreinversion. On peut ainsi construire une chelle de chronologie magntique.- Les anomalies positives sont la somme de deux champs dans le mme sens (bande marque noire).- Les anomalies ngatives sont la somme de deux champs inverss lun par rapport lautre (bande marque en blanc). Au final, on a une chelle de chronologie magntique en peau de zbre.

Dans une priode normale ou inverse, on peut avoir des inversions rapides dau plus 10000 ans. On a une symtrie de part et dautre du rift. Cela forme un tapis roulant du fond des ocans.Pour tous les ocans, on a fait des cartes danomalies: la runion de toutes ces informations permet la fabrication de cartes disochrones magntiques (anomalies du mme ge).Les failles normales dextensionquand la crote est en feu, il y a remonte de pyrolitefoss continental avec des volcansenvahissement par leauocan avec de plus en plus dcartementmarges passives.

III\ La tectonique des plaques.

Cest le dplacement des plaques au-dessus de lasthnosphre.

1\ Plaque lithosphrique.

Cest une portion de lithosphre (rigide) en mouvement sur lasthnosphre (denviron 100km). Elle peut tre de nature totalement ocanique ou ocanique+continentale.

a\ Frontires et genses.

Une frontire de plaque est une zone de divergence. Une zone de convergence demandera une zone de subduction.Les grandes failles qui dcoupent le rift et la subduction sont des failles transformantes.Les plaques se forment au moment o locan n: la plaque se partage en deux. Il sen suit une sparation en deux parties.

b\ Mouvements de plaques.

Les mouvements sont lis aux cellules de convection qui permettent les dplacements. On en fait une carte: cest la tomographie. Dplacement sur une sphre: rotation autour dun plevitesse de rotation des plaques diffrentes. Il y a des failles transformantes pour amortir les mouvements de ces plaques.La subduction entrane la formation de relief.

2\ Relief et chanes de montagnes?

Cest une des consquences de la tectonique. Elles ont toutes un point commun: elles se prsentent sous la forme de bandes allonges et troites.On a un classement en trois types.- 1: li aux phnomnes de subduction (chanes de subduction).- 2: li la collision de continentschanes de collision.- 3: li un dfaut dun continentchanes intra plaques.

Exemple: pour1: Andes avec les arcs insulaires.Pour 2: Himalaya, Alpes.Pour 3: Pyrnes, Caucase, Oural.

a\ chane de subduction.

laplomb de la subduction, entre 100 et 200km, il y a fonte des matriaux, les magmas remontentil y a alors volcanisme et prisme daccrtion.

b\ chane de collision.

Locan qui plonge et disparat provoque un blocage (obduction). Quand il ny a plus docan, on arrive au stade de la collision avec formation de relief.Locan peut se disposer en cailles.Lobduction: cest un blocage qui se produit quand la crote continentale passe sous la crote ocanique. Il se produit alors un caillage de la crote ocanique sur la crote continentale. Dans certains cas, la crote continentale pourrait entrer en subduction malgr sa plus faible densit.

c\ chane intraplaque.

Pendant lre secondaire, entre la plaque ibrique et Europenne, il y a apparition dun foss continental qui narrive pas locanisation. Au niveau des Pyrnes, il y a des bassins marins complexes: cest un mtamorphisme thermique. Il y a une faiblesse cause de la rotation de lEspagne. A locne, lAfrique remonte et il y a formation de la chane Alpine (dans le sud de lEspagne) puis lEspagne bouge sans se dformerformation des Pyrnes.

IV\ Conclusion: le cycle de Wilson.

A\ Le modle gnral.

Le cycle du supercontinent.Un continent se casse, souvre, se dplace et est reconstitu aux antipodescest un cycle complet de 400 millions dannes.

B\ Application la Pange. (ide dAlfred Vegner)

Le Gondwana est en bas. Le Laurasia est en haut. La Pange serait observable la fin de lre primaire: ce serait lge des ouvertures.